• 제목/요약/키워드: wave propagation modes

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램파모드의 시간-주파수 해석 (Time-Frequency Analysis of Lamb wave mode)

  • 박익근;안형근
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.133-140
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    • 2001
  • Recently, to assure the integrity of a structural components such as piping pressure vessels and thinning structure, Lamb wave inspection technique has been used in material evaluation. It is very important to select the optimal Lamb wave mode and to analyze the signal accurately because of its unique dispersion properties grnerating several modes within the speci-men. It this study, the feasibility of material evaluation applications using wavelet analysis of Lamb wave has been veir-fied experimentally. These results show as follows; 1)dispersion characteristic of each mode in dispersion curve is demon-strated that A0 mode propagating material surface is useful mode having the lest energy loss and not sensitive to surface condition. 2) it can be detected even the micro defect ($1\times2mm$) fabricated in ultrasonic probe flaw distance (290mm) to axis direction. 3) the wavelet transform which is called "time-frequency analysis" shows the Lamb wave propagation due to the change of materials characterization can be evaluated at each frequency and experimental group velocity of Lamb wave agrees quite well with that of simulated dispersion curve.ion curve.

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복소차분도표를 이용한 단일경계 표면플라즈몬 모드 이해 (Classification of Single-interface Surface Plasmons by Using Complex Differential Diagram)

  • 이동진;이승걸;오범환
    • 한국광학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.108-113
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    • 2011
  • 본 논문에서는 단일경계 표면플라즈몬 도파로의 모드특성을 잘 이해하기 위해 복소차분도표를 제안한다. 기존의 표면플라즈몬 모드는 군속도의 부호가 바뀌는 부분을 기준으로 분류되었는데, 여기에서 군속도는 표면플라즈몬 모드 진행방향의 전파상수와 광자 에너지에 대한 분산 관계식에서 접선의 기울기이다. 표면플라즈몬 모드는 진행방향에 대해 수직한 방향의 전파상수도 가지고 있기 때문에 이를 종합적으로 이용하여 모드를 분류하는 것이 필요하다. 복소차분도표는 전파상수의 실수 부와 허수 부의 차이를 변수로 하여 나타낸 도표로서 이를 이용하면 모드 분류가 가능하고 또한 광자 에너지에 따른 종합적인 전파상수의 변화 경향을 살펴보는 것이 용이하다.

압전 밴드 갭 구조물의 면내·외 방향 체적 탄성파 전파 특성 해석을 위한 유한요소 모델링 (Finite Element Modeling for the Analysis of In- and Out-of-plane Bulk Elastic Wave Propagation in Piezoelectric Band Gap Structures)

  • 김재은;김윤영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권8호
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    • pp.957-964
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    • 2011
  • 본 연구에서는 압전 밴드 갭 구조물(포논 결정) 에 대한 체적 탄성파의 전파 특성을 주파수 및 모드 별로 파악하기 위한 유한 요소법의 적용 방안을 제안하였다. 이를 위해 체적 탄성 진행파의 면내 모드 뿐만 아니라 면외 모드를 포함하도록 3 차원 주기 경계 조건을 고려하였다. 특히, 체적 탄성파 모드 간의 비연성 특성을 전기 분극 방향에 따라 유도한 다음, 그 결과를 유한 요소 모델링에 반영하였다. 제안된 방법은 실제 시뮬레이션을 통해 다양한 형태의 압전 밴드 갭 구조물의 파동 특성 분석에 적용될 수 있는 일반적이고 효율적인 방법임을 확인하였다.

Direct strength measurement of Timoshenko-beam model: Vibration analysis of double walled carbon nanotubes

  • Ghandourah, Emad;Hussain, Muzamal;Thobiani, Faisal Al;Hefni, Mohammed;Alghamdi, Sami
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제84권1호
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    • pp.77-83
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    • 2022
  • In the last ten years, many researchers have studied the vibrations of carbon nanotubes using different beam theories. The nano- and micro-scale systems have wavy shape and there is a demand for a powerful tool to mathematically model waviness of those systems. In accordance with the above mentioned lack for the modeling of the waviness of the curved tiny structure, a novel approach is employed by implementing the Timoshenko-beam model. Owing to the small size of the micro beam, these structures are very appropriate for designing small instruments. The vibrations of double walled carbon nanotubes (DWCNTs) are developed using the Timoshenko-beam model in conjunction with the wave propagation approach under support conditions to calculate the fundamental frequencies of DWCNTs. The frequency influence is observed with different parameters. Vibrations of the double walled carbon nanotubes are investigated in order to find their vibrational modes with frequencies. The aspect ratios and half axial wave mode with small length are investigated. It is calculated that these frequencies and ratios are dependent upon the length scale and aspect ratio.

Markov Chain Model을 이용한 구조물의 피로 신뢰성 해석에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Reliability of Structures by Markov Chain Model)

  • 양영순;윤장호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.228-240
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    • 1991
  • 균열진전에 관한 많은 실험결과는 피로 균열진전 과정이 확률과정(stochastic process)임을 보여주고 있다. 따라서, 피로 균열진전에 관한 연구는 확률론적 기반에서 다루어져야 한다. 본 연구에서는 균열의 진전과정을 discrete Markov process로 가정하여, Bogdanoff가 제안한 Markov chain model(MCM)을 이용하여 구조물의 신뢰도를 평가할 수 있는 방법을 제시한다. 본 연구에서는 구조부재의 파괴형태로 누출, 소성붕괴 그리고 취성파괴를 취하였으며, 초기 균열크기의 변동성, 검사의 효과 등이 고려되었다. 또한, 불규칙 하중은 등가음력의 개념을 도입하여 처리하였다. 그리고, 구조물에의 계산례를 통하여 본 연구의 유용성을 보였다.

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마이크로파대 광대역 다단 전력분배기의 설계방법과 구조에 관한 연구 (A Study on the Design and Structure of A Microwave Broadband Multi-Section Power Divider)

  • 박준석;김형석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1829-1831
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    • 2001
  • A novel multi-section power divider configuration is proposed to obtain wide-band frequency performance up to microwave frequency region. Design procedures for the proposed microwave broadband power divider are composed of a planar multi-section three-ports hybrid and a waveguide transformer design procedures. The multi-section power divider is based on design theory of the optimum quarter-wave transformer. Furthermore, in order to obtain the broadband isolation performance between the two adjacent output ports, the odd mode equivalent circuit should be matched by using the lossy element such as resistor. The derived design formula for calculating these odd mode matching elements is based on the singly terminated filter design theory. The waveguide transformer section is designed to suppress the propagation of the higher order modes such as waveguide modes due to employing the metallic electric wall. Simulation and experiment show excellent performance of multi section power divider.

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지하매설 유체함입 강파이프의 감쇠특성 규명 (Attenuation Characteristics of the Buried Steel Water Pipes)

  • 박경조;강우석;김이곤
    • 동력기계공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.39-45
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    • 2009
  • The attenuation of the fundamental non-torsional modes that propagate down buried steel water pipes has been studied. The mode shapes, mode attenuation due to leakage into the surrounding medium and the scattering of the modes as they interact with pipe joints and fittings have been investigated. In the low frequency region the mode predicted to dominate over significant propagation distances approximates a plane wave in the water within pipe. The established acoustic technique used to locate leaks in buried steel water pipes assumes that leak noise propagates as a single non-dispersive mode at a velocity related to the low frequency asymptote of this water borne mode.

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광도파관에서 자성박막에 의한 모드 변환 (Mode Conversion in Magneto-Optic Thin-Film Waveguides)

  • 정상구;임한주
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.52-57
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    • 1983
  • 자성체 박막을 갖는 광도파판에서 전자파의 전파를 이론적으로 조사하였다. 광도파관이 갖는 혼합모드의 전계 및 자계의 분포, 또한 그들의 위상속도를 광도파관의 기본 모드의 위상차와 자성박막의 파라데이 회전각으로 나타냈으며 파라데이 효자에 의한 위상 특성곡선의 분할에 대하여 논하였다. 그리고 흔합모드의 이론으로 모드변환 행열을 도출한 결과, 전자파의 진행거리에 따른 모드변환이 광도파관에서는 bulk 매질과는 다름을 나타내었다.

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이차원(二次元) 파전파(波傳波) 이론(理論)에 의한 충돌현상(衝突現狀) 해석(解析) (Two-Dimensional Wave Propagation Analysis of Impact Phenomena)

  • 이상호;안병기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.245-255
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    • 1994
  • 충돌현상을 재현할 수 있는 이차원 파전파 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 불연속인 충격전면에 연속성을 부여하기 위한 기법으로 Von Neumann과 Ritchmyer가 제안한 인공점성을 수치해석시 도입하였다. 본 연구에서는 충돌물체의 재료모델로서 Von-Mises 항복함수를 이용한 탄소성 모델을 사용하였다. 개발된 컴퓨터 프로그램을 검증하기 위하여 충격을 가하는 물체와 받는 물체로 구성된 충돌현상을 재현하였다. 본 연구에서 개발된 컴퓨터 프로그램은 이차원 평면요소를 사용하였기 때문에 재현된 충돌해석 결과를 3차원에서 발생하는 실제값과 정량적으로 비교할 수는 없었으나 충돌실험시 실제로 발생하는 파괴현상을 정성적으로 분석할 수 있었다.

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Dynamic elastic local buckling of piles under impact loads

  • Yang, J.;Ye, J.Q.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제13권5호
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    • pp.543-556
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    • 2002
  • A dynamic elastic local buckling analysis is presented for a pile subjected to an axial impact load. The pile is assumed to be geometrically perfect. The interactions between the pile and the surrounding soil are taken into account. The interactions include the normal pressure and skin friction on the surface of the pile due to the resistance of the soil. The analysis also includes the influence of the propagation of stress waves through the length of the pile to the distance at which buckling is initiated and the mass of the pile. A perturbation technique is used to determine the critical buckling length and the associated critical time. As a special case, the explicit expression for the buckling length of a pile is obtained without considering soil resistance and compared with the one obtained for a column by means of an alternative method. Numerical results obtained show good agreement with the experimental results. The effects of the normal pressure and the skin friction due to the surrounding soil, self-weight, stiffness and geometric dimension of the cross section on the critical buckling length are discussed. The sudden change of buckling modes is further considered to show the 'snap-through' phenomenon occurring as a result of stress wave propagation.